In stabiele radicalen kun je zonne-energie lang genoeg opslaan om er ’s nachts pas waterstof mee te maken. Zo imiteer je de natuurlijke fotosynthese zonder dat er een biologisch molecuul aan te pas komt, schrijven Duitse onderzoekers in Angewandte Chemie.

Voor hun ‘dark photocatalysis’ hebben Bettina Lotsch en collega’s van het Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart een polymeer ontwikkeld dt ze NCN-CN_x noemen, op basis van heptazine (C₆N₇) dat ze functionaliseren met cyanamidegroepen. Wanneer je dit materiaal suspendeert in water, er een elektronendonor aan toevoegt (in Stuttgart gebruikten ze 4-methylbenzylalcohol) en het belicht met zonlicht, dan blijken er zich elektronen in op te hopen - waar precies in de structuur, is nog niet duidelijk. De kleur verandert daarbij van geel naar blauw.

De NCN-CN_x-radicalen zijn zeer reactief, maar ze blijven intact zolang de zon er op schijnt. Pas als het donker wordt, geven ze hun elektronen weer vrij en verandert de kleur weer van blauw naar geel. Voeg je op dat moment een materiaal zoals platina toe dat de elektrochemische splitsing van water katalyseert, dan worden de vrijkomende elektronen dáár voor gebruikt en ontstaat waterstofgas.

De 4-methylbenzylalcohol krijgt dus zijn elektronen niet terug. Vermoedelijk zul je die stof op de een of andere manier moeten regenereren, maar daarover staat niets in het artikel.

Overigens denkt Lotsch de moleculaire elektronendonor ook te kunnen vervangen door een simpel potentiaalverschil. Zo zou je NCN-CN_x of een andere stabiele radicalenvormer kunnen ‘opladen’ om als batterij te gebruiken.

bron: Angewandte Chemie